[发明专利]用于贴合在金属薄板表面的聚酯薄膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酯薄膜技术领域，特别是一种用于金属包装行业在金属薄板表面贴合的双向拉伸聚酯薄膜，具体的说是一种用于贴合在薄钢板或薄铝板表面用于制罐的单层双向拉伸聚酯薄膜及其制造方法。

背景技术

双向拉伸聚酯薄膜的优点在于高聚物在受热和拉力的作下，产生了一定程度的拉伸取向，使分子或分子链有序排列，其结果使拉伸后的聚酯薄膜性能得到改善。具体是薄膜的拉伸强度、弹性模量明显增大，膜的光洁度、透明度提高，由于分子排列整齐有序阻隔性能有所改善，耐热耐寒性、尺寸稳定性提高。

聚酯薄膜在软包装领域的应用已经非常广泛，但是在金属包装行业中的应用还比较少。金属制罐行业中为了避免来自金属板所溶解出的金属造成罐内食物或饮料的味道变差、风味变坏、内容物变质、及穿孔的产生，在金属罐内表面会披覆上树脂层，即喷涂工艺。但是喷涂工艺也有一些缺点，喷涂过程中有毒有害有机溶剂挥发，低分子迁移物危害包装食品安全，喷涂设备及工艺复杂。考虑到聚酯薄膜机械强度高、光学性能好、使用温度广、阻隔性能优良、耐油、耐腐蚀、成本低等特点，将聚酯薄膜贴合在金属薄板表面来代替金属制罐中的喷涂工艺是世界薄膜制造行业和金属包装行业研究的又一新热点，所以开发适合贴合在金属薄板表面用来制造罐体的聚酯薄膜是一项市场前景非常广阔、研究尚处于初始阶段的新技术。

专利CN 101381508公开日2009年3月11日，介绍了一种白色双向拉伸聚酯薄膜及其生产方法。该聚酯薄膜的原料使用了聚酯大有光切片、白色母粒、调色剂、稳定剂，该聚酯薄膜主要考虑的是遮光性能，原料中的聚酯没有改性，导致熔点过高，加工过程中结晶速度相对过快，性能不适合将薄膜热贴合于金属薄板表面及后续加工。

专利CN 1839036公开日2006年9月27日，介绍了一种覆盖树脂的金属板及其使用的拉拔罐。该专利中所描述的在金属板上覆盖的被膜树脂层的功能及用途与本发明相似但却为双层结构，双层膜结构覆合于金属薄板表面后，容易在薄板冲拉过程中产生分层、脱落、起皱等缺陷，其采用的乙烯基离聚物作为中间粘接层，耐高温蒸煮(如121℃)性能不良。

发明内容

为了克服喷涂工艺中有毒有害有机溶剂的挥发，低分子迁移物危害包装食品安全，多层膜与金属薄板贴合可能造成的分层与脱落等问题。本发明提供了一种用于金属薄板表面贴合的聚酯薄膜及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种用于贴合在金属薄板表面的聚酯薄膜，该聚酯薄膜由改性聚酯和添加剂组成，其中改性聚酯为间苯二甲酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，添加剂在聚酯薄膜中的质量分数为700ppm～1500ppm。

为了获得上述聚酯薄膜，本发明的制造方法由以下工艺步骤组成，第一步制备改性聚酯大有光切片和添加剂切片，改性聚酯大有光切片为间苯二甲酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，间苯二甲酸的含量摩尔比在9％～15％，添加剂在添加剂切片中的质量分数为2500ppm～4000ppm，添加剂切片中其余为前述的间苯二甲酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯；第二步制造聚酯薄膜，先将改性聚酯大有光切片与添加剂切片在沸腾床上烘干，烘干温度130℃～150℃，烘干时间最少4小时，再将烘干后的67～73份改性聚酯大有光切片与27～33份添加剂切片充分混合后经单螺杆挤出机挤出，挤出机口模为单层口模，挤出温度为120℃～260℃，螺杆转速为60～120转/min，挤出后急冷成铸片，铸片经纵向拉伸、横向拉伸成膜，拉伸预热温度为80℃～150℃，拉伸比2.5～4.5，拉伸后的薄膜在160℃～210℃热定型，热定型时间5S～15S，热定型后的薄膜进行冷却、收卷和分切。

为了使聚酯薄膜适于贴合在金属薄板表面，需要降低聚酯薄膜的熔点，改善薄膜材料的结晶能力，保证薄膜在后续加工过程中获得适中的结晶度与结晶速度，增强聚酯薄膜与金属基板间的粘接力。本发明采用了经过间苯二甲酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中间苯二甲酸的含量摩尔比在9％～15％，改性聚酯的熔点在210℃～230℃，玻璃化转变温度在60℃～80℃。考虑到聚酯薄膜间的粘连，在原料中加入添加剂，以增加表面粗糙度，添加剂为SiO₂、CaCO₃或滑石粉粉体，采用上述技术方案得到的聚酯薄膜中添加剂的质量分数为800ppm～1200ppm，聚酯薄膜的厚度为15μm～30μm，190℃、10分钟的热收缩率为4％～7％，聚酯薄膜可以在200℃～250℃内热贴合在薄钢板或薄铝板的表面。